KR102512537B1 - Alignment module for transferring a magnetic light-emitting die and alignment method thereof - Google Patents
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Abstract
본 발명에 의하면, 적어도 하나의 캐비티를 갖는 백플레인, 자성 당김장치 및 자성 발광다이를 포함하는, 자성 발광다이를 이송하기 위한 정렬 모듈 및 정렬방법이 제공된다. 자성 당김장치는 캐비티 아래에 위치하며 캐비티에 대응하도록 배치된다. 자성 발광다이는 자성 금속기판 및 자성 금속기판 상에 형성된 주변 전극을 포함한다. 주변 전극은 자성 금속기판 상에 둘러 세워져 있으며 자성 금속기판의 내부 가장자리에 인접하여 형성된다. 캐비티의 깊이는 자성 금속기판의 두께와 동일하게 설계되어 캐비티 및 자성 당김장치를 이용함으로써 다이가 수용되고 백플레인으로 정렬이송된다. 제안된 다이 정렬기술을 채택함으로써 정확한 정렬 결과를 얻을 수 있으며, 그에 의하여 본 발명은 산업용 대량 이송기술에 완벽하게 적용된다.According to the present invention, there is provided an alignment module and an alignment method for transferring a magnetic light emitting die, including a backplane having at least one cavity, a magnetic pull device, and a magnetic light emitting die. The magnetic pull device is located below the cavity and is arranged to correspond to the cavity. The magnetic light emitting die includes a magnetic metal substrate and peripheral electrodes formed on the magnetic metal substrate. A peripheral electrode is built around the magnetic metal substrate and is formed adjacent to an inner edge of the magnetic metal substrate. The depth of the cavity is designed to be the same as the thickness of the magnetic metal substrate, and the die is accommodated and transferred to the backplane by using the cavity and magnetic pulling device. Accurate alignment results can be obtained by adopting the proposed die alignment technology, whereby the present invention is perfectly applicable to industrial mass transfer technology.
Description
본 발명은 발광다이오드용 다이(die)의 이송기술에 관한 것이다. 보다 구체적으로는, 대량 이송공정에서 더 나은 연자성 (soft magnetic properties) 및 초기 투자율 (magnetic permeability)을 갖는 자성 발광다이를 이송하기 위한 정렬 모듈 및 정렬방법에 관한 것이다.The present invention relates to a transfer technology of a die for a light emitting diode. More specifically, it relates to an alignment module and alignment method for transferring magnetic light emitting dies having better soft magnetic properties and initial magnetic permeability in a mass transfer process.
일반적으로 발광다이오드 (LED)는 수명이 길고, 발광 효율이 높고, 고장률은 낮고, 전력을 더 절약하고, 훨씬 더 안정적인 빛을 제공하는 장점을 갖는 광원의 일종이다. 또한 LED는 다양한 종류의 램프 장치들과의 호환성이 높다. 따라서, LED의 발광 수명은 종래의 광원보다 훨씬 장기화되는 것으로 믿어지며, 그에 의하여 LED는 오늘날 시장에서 성공적으로 주류 상품이 되었다. 전반적으로 LED의 다이 구조는 주로 수평형 구조와 수직형 구조를 포함한다. 수직형 구조의 LED는 구조적 강도, 광전 파라미터, 열적 특성, 발광 감쇠 및 제조 단가의 면에서 장점을 가지고 있기 때문에 보다 더 신뢰할만한 안정성을 제공하며, 따라서 산업계에서 널리 활용될 수 있을 것으로 믿어진다.In general, a light emitting diode (LED) is a type of light source having advantages of long life, high luminous efficiency, low failure rate, more power saving, and much more stable light. In addition, LED has high compatibility with various types of lamp devices. Therefore, it is believed that the luminous lifetime of LEDs is much longer than conventional light sources, whereby LEDs have successfully become mainstream products in today's market. Overall, the die structure of LED mainly includes horizontal structure and vertical structure. It is believed that the vertical structured LED provides more reliable stability because it has advantages in terms of structural strength, photoelectric parameters, thermal properties, luminescence attenuation, and manufacturing cost, and thus can be widely used in the industry.
과학과 기술이 발전함에 따라서, 이러한 LED 다이들은 점차적으로 다양한 전자장치 및 이들의 기판들 상에 대량 이송되고 있다. 표면실장 기술 (Surface Mount Technology: SMT), 웨이퍼-대-웨이퍼 이송기술, 정전기적 이송기술 등을 포함하여, 다이를 기판으로 이송하는 것과 관련된 선행 기술로서 공개된 몇 가지의 종래 기술이 있다. 이들 이송기술 중, 표면실장 기술에서 각 다이는 먼저 SMD (Surface Mount Device)에 패키징되어야 한다. 그리고 표면실장 기계들은 이들 SMD 부품을 흡착하고 회로기판 상에 하나씩 배치하기 위해 진공 노즐을 사용한다. 그 후에, SMD 부품들은 리플로우 로 (reflow furnace)를 통해 기판에 고정된다. 그러나, 표면실장 기술은 다이를 한 번에 하나씩만 이송할 수 있다.As science and technology advances, these LED dies are increasingly being mass-transferred onto various electronic devices and their substrates. There are several prior art published as prior art related to transferring a die to a substrate, including Surface Mount Technology (SMT), wafer-to-wafer transfer technology, electrostatic transfer technology, and the like. Among these transfer technologies, in surface mount technology, each die must first be packaged in a SMD (Surface Mount Device). And surface mount machines use vacuum nozzles to adsorb these SMD components and place them on the circuit board one by one. After that, the SMD components are fixed to the board through a reflow furnace. However, surface mount technology can only transfer one die at a time.
웨이퍼-대-웨이퍼 이송기술을 고려하면, 다이의 오리지널 기판을 타겟 기판에 부착하여야만 하고, 그 후 오리지널 기판을 벗겨내고 다이를 타겟 기판으로 이송하게 된다. 그러나, 이러한 이송방법은 오리지널 기판과 타겟 기판 양자의 크기에 대해 엄격한 필요조건을 요구한다. 또한, 이송될 각 다이의 간격도 일정하여야 한다. 이러한 엄격한 필요조건 및 제한사항으로 인하여, 웨이퍼-대-웨이퍼 이송기술 적용은 분명히 제한된다. 정전기적 이송기술에 대해서는, 다이 구조를 손상시키기가 매우 쉽고, 이송 중에 하드웨어 접촉이 항상 발생하기 때문에, 기판을 손상하기가 매우 쉽다. 또한, 이러한 이송기술은 그의 정전 전극의 크기에 의하여서도 제한된다.Considering the wafer-to-wafer transfer technology, the original substrate of the die must be attached to the target substrate, then the original substrate is peeled off and the die is transferred to the target substrate. However, this transfer method places strict requirements on the size of both the original substrate and the target substrate. In addition, the distance between each die to be transferred must be constant. Due to these stringent requirements and limitations, the application of wafer-to-wafer transfer technology is clearly limited. For electrostatic transfer technology, it is very easy to damage the die structure and since hardware contact always occurs during transfer, it is very easy to damage the substrate. In addition, this transfer technique is also limited by the size of its electrostatic electrode.
또한, 다이 구조가 타겟 기판으로 이송될 때, 다이 정렬은 제어하기가 매우 어렵기 때문에, 잘 훈련된 사람의 작업이나 복잡한 이송기술에 의하여 수행되더라도 정교하게 될 수가 없다. 또한, 부정확한 다이 정렬은 이후 다이를 올바른 위치에 고정하기 어렵게 영향을 주고 복잡성을 증가시키며, 재작업에 드는 비용 및 시간을 증가시킬 수 있다.Also, when the die structure is transferred to the target substrate, the die alignment is very difficult to control and cannot be elaborated even if performed by well-trained personnel or complicated transfer techniques. Inaccurate die alignment can also make it difficult to hold the die in place later, increase complexity, and increase cost and time for rework.
따라서, 상술한 내용을 고려할 때, 위에서와 같은 문제점을 극복하기 위해서는, 사전 설계 단계에서 발생하는 상기와 같은 문제를 효과적으로 해결할 수 있는 다이 이송을 위한 새로운 정렬 모듈 및 정렬방법이 개발되어야 한다는 동 기술분야 전문가들에 대한 시급한 요구가 있음은 분명하다. 제안된 다이 이송 정렬기술을 사용함으로써, 다이 이송을 위한 정렬 설계에 있어서의 최적화된 결과를 달성할 수 있다. 이하, 상세한 구체적인 실시태양은 아래에서 설명된다.Therefore, in consideration of the above, in order to overcome the above problems, a new alignment module and alignment method for die transfer that can effectively solve the above problems occurring in the pre-design stage must be developed. It is clear that there is an urgent need for experts. By using the proposed die transfer alignment technique, an optimized result in alignment design for die transfer can be achieved. Hereinafter, detailed specific embodiments are described below.
상술한 단점들을 극복하기 위해서, 본 발명에 따른 하나의 주된 목적은, 종래의 다이 이송기술에서 발생하는 많은 단점들을 효과적으로 회피할 수 있는, 자성 발광다이를 이송하기 위한 정렬 모듈을 제공하는 것이다. 본 발명에 개시된 다이 이송의 정렬기술을 사용함으로써, 다이 이송을 위한 공정의 시간 및 비용이 크게 감소될 수 있다. 또한 제안된 정렬기술은 대량 이송을 위하여 폭넓게 사용될 수 있는 장점을 가지며, 산업계에서의 신속하고도 정확한 대량 이송에 대한 필요조건을 성공적으로 충족한다.In order to overcome the above-mentioned disadvantages, one main object of the present invention is to provide an alignment module for transferring magnetic light emitting dies, which can effectively avoid many of the disadvantages occurring in conventional die transfer technology. By using the die transfer alignment technology disclosed in the present invention, the time and cost of the die transfer process can be greatly reduced. In addition, the proposed alignment technology has the advantage of being widely used for mass transfer, and successfully meets the requirements for rapid and accurate mass transfer in the industry.
또한, 본 발명에 따른 또 다른 주요한 목적은 자성 발광다이를 이송하기 위한 정렬방법을 제공하는 것이다. 더 나은 연자성 특성 및 초기 투자율을 갖는 자성 금속재료를 다이 기판으로 설계하고 대응하는 자성 당김장치와 결합함으로써, 발광다이는 백플레인 (backplane)의 캐비티에 성공적으로 자성적으로 끌어 당겨지고, 그에 의하여 자동 정렬의 최적화된 결과를 달성할 수 있다.Further, another major object according to the present invention is to provide an alignment method for transferring magnetic light emitting dies. By designing a magnetic metal material with better soft magnetic properties and initial magnetic permeability as the die substrate and combining it with a corresponding magnetic attractor, the light emitting die is successfully magnetically attracted to the cavity of the backplane, thereby automatically Optimized results of sorting can be achieved.
또한, 본 발명의 자성 발광다이 이송을 위한 정렬 모듈 및 정렬방법을 이용함으로써, 다이를 백플레인으로 이송하고 포스트 본딩 및 배선 공정이 수행될 때, 전극과 솔더링 재료 사이의 공간을 효과적으로 축소시켜서, 솔더링 재료 및 소모품의 사용을 감소할 수 있다.In addition, by using the alignment module and alignment method for transferring the magnetic light emitting die of the present invention, when the die is transferred to the backplane and post-bonding and wiring processes are performed, the space between the electrode and the soldering material is effectively reduced, so that the soldering material And the use of consumables can be reduced.
상술한 목적을 달성하기 위해, 본 발명의 자성 발광다이를 이송하기 위한 정렬 모듈은 적어도 하나의 캐비티, 적어도 하나의 자성 발광다이 및 자성 당김장치를 포함하는 백플레인을 포함한다. 자성 당김장치는 캐비티의 아래에 위치하고 기 캐비티에 대응하게 배치된다. 자성 발광다이는 자성 금속기판 및 상기 자성 금속기판 상에 형성된 주변 전극을 포함하고, 주변 전극은 자성 금속기판 상에 둘러 세워지고, 상기 자성 금속기판의 내부 가장자리에 인접하여 형성되어 상기 백플레인 상의 적어도 하나의 패드에 도전성을 제공한다. 본 발명의 실시예에 따르면 캐비티의 깊이는 자성 금속기판의 두께와 동일하므로, 상기 캐비티 및 자성 당김장치를 사용하여 자성 발광다이가 백플레인에 정렬, 이송 및 수용된다.In order to achieve the above object, the alignment module for transporting the magnetic light emitting die of the present invention includes at least one cavity, at least one magnetic light emitting die, and a backplane including a magnetic pulling device. The magnetic pulling device is located below the cavity and is disposed correspondingly to the previous cavity. A magnetic light emitting die includes a magnetic metal substrate and a peripheral electrode formed on the magnetic metal substrate, the peripheral electrode being built around the magnetic metal substrate and formed adjacent to an inner edge of the magnetic metal substrate to form at least one electrode on the backplane. provides conductivity to the pad of According to an embodiment of the present invention, since the depth of the cavity is equal to the thickness of the magnetic metal substrate, the magnetic light emitting die is aligned, transported, and accommodated in the backplane using the cavity and the magnetic pulling device.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 자성 당김장치는 상기 캐비티에 대응하는 백플레인의 바닥층에 매립된다.In one embodiment of the present invention, the magnetic pulling device is embedded in a bottom layer of a backplane corresponding to the cavity.
본 발명의 다른 실시예에 있어서, 상기 자성 당김장치는 백플레인의 외부에 배치될수도 있다.In another embodiment of the present invention, the magnetic pulling device may be disposed outside the backplane.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 캐비티의 깊이 및 상기 자성 금속기판의 두께는 30㎛와 50㎛의 사이이다. 상기 캐비티는 2차원 평면길이 및 2차원 평면폭을 포함하고, 상기 캐비티의 상기 2차원 평면길이 및 2차원 평면폭은 30㎛와 100㎛의 사이로 동일하다.According to one embodiment of the present invention, the depth of the cavity and the thickness of the magnetic metal substrate are between 30 μm and 50 μm. The cavity includes a 2-dimensional plane length and a 2-dimensional plane width, and the 2-dimensional plane length and 2-dimensional plane width of the cavity are equal between 30 μm and 100 μm.
상기 자성 금속기판 역시 2차원 평면길이 및 2차원 평면폭을 가지며, 상기 자성 금속기판의 상기 2차원 평면길이와 상기 2차원 평면폭은 동일하다. 일 실시예에 있어서, 상기 캐비티의 상기 2차원 평면길이 및 2차원 평면폭은 상기 자성 금속기판의 상기 2차원 평면길이 및 상기 2차원 평면폭과 동일하여, 자성 금속기판이 상기 캐비티 내에 정확히 수용된다.The magnetic metal substrate also has a 2D plane length and a 2D plane width, and the 2D plane length and the 2D plane width of the magnetic metal substrate are the same. In one embodiment, the two-dimensional plane length and the two-dimensional plane width of the cavity are equal to the two-dimensional plane length and the two-dimensional plane width of the magnetic metal substrate, so that the magnetic metal substrate is accurately accommodated in the cavity. .
다른 실시예에 있어서, 상기 캐비티의 상기 2차원 평면길이 및 상기 2차원 평면폭은, 상기 자성 금속기판의 상기 2차원 평면길이 및 상기 2차원 평면폭보다 클 수도 있다. 이러한 상황에서는, 상기 자성 발광다이가 이송된 후에 상기 자성 금속기판과 상기 캐비티의 사이에는 갭(gap)이 형성되고, 상기 갭은 후속하는 포스트 공정에서 솔더링 재료로 충진될 수 있다. 또는, 본 발명의 다른 실시예에 따르면, 상기 갭은 절연 재료로 충진될 수도 있다.In another embodiment, the 2D plane length and the 2D plane width of the cavity may be greater than the 2D plane length and the 2D plane width of the magnetic metal substrate. In this situation, a gap may be formed between the magnetic metal substrate and the cavity after the magnetic light emitting die is transferred, and the gap may be filled with a soldering material in a subsequent post process. Alternatively, according to another embodiment of the present invention, the gap may be filled with an insulating material.
본 발명에서 개시된 자성 발광다이는 에피택셜층 및 투명 절연층을 더 포함하고, 상기 에피택셜층은 상기 자성 금속기판의 상부 표면에 형성되고, 상기 투명 절연층은 상기 에피택셜층을 덮는다. 상기 주변 전극은 상기 투명 절연층 상에 배치되고 투명 절연층을 관통하여 상기 투명 절연층 아래의 상기 에피택셜층과 전기적으로 결합된다. 따라서 자성 발광 다이가 와이어링 및 팩키징을 거쳐서 초기 투자율을 가지는 수직형 발광다이오드 (LED)를 형성할 때, 상기 초기 투자율에 의하여 상기 자성 금속기판은 마이크로 전류를 생성하고 상기 마이크로 전류를 상기 에피택셜층으로 전달하게 된다. The magnetic light emitting die disclosed in the present invention further includes an epitaxial layer and a transparent insulating layer, the epitaxial layer being formed on the upper surface of the magnetic metal substrate, and the transparent insulating layer covering the epitaxial layer. The peripheral electrode is disposed on the transparent insulating layer and penetrates through the transparent insulating layer to be electrically coupled to the epitaxial layer below the transparent insulating layer. Therefore, when the magnetic light emitting die forms a vertical light emitting diode (LED) having an initial magnetic permeability through wiring and packaging, the magnetic metal substrate generates a microcurrent according to the initial magnetic permeability, and the microcurrent is transmitted to the epitaxial layer. will be forwarded to
한편, 상기 백플레인 상의 상기 적어도 하나의 패드는, 상기 캐비티의 양측에 각각 배치되고 상이한 도전성의 유형을 제공하는 제1 반도체형 패드 및 제2 반도체형 패드를 포함한다. 상기 제1 반도체형 패드 및 제2 반도체형 패드는 각각 솔더링 재료를 통하여 상기 주변 전극 및 상기 자성 금속기판과 전기적으로 접속된다. 본 발명의 바람직한 실시예에 있어서는, 상기 솔더링 재료가 상기 제1 반도체형 패드 또는 제2 반도체형 패드와 접속되는 외부 접점과 상기 주변 전극의 사이에 공간(ΔX)이 형성된다. 상기 공간(ΔX)은 바람직하게는 10㎛ 미만이다. Meanwhile, the at least one pad on the backplane includes a first semiconductor type pad and a second semiconductor type pad respectively disposed on both sides of the cavity and providing different types of conductivity. The first semiconductor type pad and the second semiconductor type pad are electrically connected to the peripheral electrode and the magnetic metal substrate through a soldering material, respectively. In a preferred embodiment of the present invention, a space ΔX is formed between an external contact through which the soldering material is connected to the first semiconductor pad or the second semiconductor pad and the peripheral electrode. The space (ΔX) is preferably less than 10 μm.
또한, 본 발명의 실시예에 따르면, 상기 자성 금속기판은 니켈-철 합금층 (Invar)을 포함한다. 또는, 상기 자성 금속기판은 상기 니켈-철 합금층 상에 배치되는 구리층을 더 포함할 수도 있다. 본 발명에서 개시된 상기 니켈-철 합금층 및 상기 구리층은 절단, 진공 가열 및 연삭 또는 연마를 통해 결합되고 자성 금속기판을 형성하기 때문에, 형성된 자성 금속기판은 우수한 초기 투자율 뿐만 아니라 높은 열전도율 및 낮은 열팽창 계수에 의하여 특징지워질 수 있다. Also, according to an embodiment of the present invention, the magnetic metal substrate includes a nickel-iron alloy layer (Invar). Alternatively, the magnetic metal substrate may further include a copper layer disposed on the nickel-iron alloy layer. Since the nickel-iron alloy layer and the copper layer disclosed in the present invention are combined through cutting, vacuum heating, and grinding or polishing to form a magnetic metal substrate, the formed magnetic metal substrate has excellent initial permeability as well as high thermal conductivity and low thermal expansion. It can be characterized by coefficients.
본 발명의 또 다른 실시태양에 의하면, 자성 발광다이를 이송하기 위한 정렬방법이 제공된다. 이 정렬방법은, 적어도 하나의 캐비티를 포함하는 백플레인을 마련하는 단계와, 상기 캐비티의 아래에 있고 상기 캐비티에 대응하여 배치되도록 자성 당김장치를 위치시키는 단계를 포함한다. 다음으로, 자성 금속기판 및 상기 자성 금속기판 상에 형성된 주변 전극을 포함하는 적어도 하나의 자성 발광다이를 마련하는 단계가 포함되며, 이때 상기 주변 전극은 상기 자성 금속기판 상에 둘러 세워진다.According to another embodiment of the present invention, an alignment method for transferring magnetic light emitting dies is provided. The alignment method includes providing a backplane that includes at least one cavity, and positioning a magnetic puller to be disposed under and against the cavity. Next, a step of providing at least one magnetic light emitting die including a magnetic metal substrate and a peripheral electrode formed on the magnetic metal substrate is included, wherein the peripheral electrode is built around the magnetic metal substrate.
그와 같이 하여, 상기 자성 당김장치는 상기 자성 발광다이를 자성적으로 끌어당기도록 사용되어, 자성 발광다이가 대응하는 캐비티 내에 정렬, 이송 및 수용된다. 본 발명의 실시예에 따르면, 캐비티의 깊이는 자성 금속기판의 두께와 동일하도록 설계된다. 또한, 주변 전극은 자성 금속기판의 내부 가장자리에 인접하게 형성되어 상기 백플레인 상의 적어도 하나의 패드에 도전성을 제공한다.In this way, the magnetic pull device is used to magnetically attract the magnetic light emitting die so that the magnetic light emitting die is aligned, transported and accommodated in the corresponding cavity. According to an embodiment of the present invention, the depth of the cavity is designed to be equal to the thickness of the magnetic metal substrate. In addition, a peripheral electrode is formed adjacent to an inner edge of the magnetic metal substrate to provide conductivity to at least one pad on the backplane.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 백플레인은 예를 들어 투명 기판 또는 절연 기판일 수 있다. 백플레인에 배치된 캐비티의 개수가 M 이고 이송되는 자성 발광다이의 개수가 N 일 때 (여기서 N과 M은 양의 정수이다), N≥M 이다. In one embodiment of the present invention, the backplane may be, for example, a transparent substrate or an insulating substrate. When the number of cavities disposed on the backplane is M and the number of magnetic light emitting dies to be transferred is N (where N and M are positive integers), N≧M.
또한, 본 발명에서 개시된 자성 당김장치는 캐비티에 대응하는 백플레인의 바닥층에 매립될 수 있다. 또는, 자성 당김장치는 직접적으로 백플레인의 외부에 배치될 수도 있다.In addition, the magnetic pulling device disclosed in the present invention may be embedded in the bottom layer of the backplane corresponding to the cavity. Alternatively, the magnetic pull device may be directly disposed outside the backplane.
본 발명의 이들 목적 및 다른 목적들은 바람직한 실시예에 대한 이하의 상세한 설명을 통하여 통상의 지식을 가진 자들에게 명백해질 것이다.These and other objects of the present invention will become apparent to those skilled in the art upon reading the following detailed description of preferred embodiments.
상술한 일반적인 설명 및 이하의 상세한 설명은 모두 예시적인 것으로서, 청구된 본 발명의 추가적인 설명을 제공하도록 의도한 것임을 이해하여야 한다.It is to be understood that both the foregoing general description and the following detailed description are exemplary and are intended to provide a further explanation of the invention as claimed.
첨부된 도면들은 본 발명의 추가적 이해를 제공하도록 포함된 것이며, 본 명세서에 통합되어 명세서의 일부를 구성하는 것이다. 도면은 본 발명의 실시예를 예시하고, 그 설명과 함께 본 발명의 원리에 대한 설명을 제공한다.
도 1A는 본 발명의 제1 실시예에 따른 자성 발광다이를 이송하기 위한 정렬 모듈의 개략도이다.
도 1B는 본 발명의 제2 실시예에 따른 자성 발광다이를 이송하기 위한 정렬 모듈의 개략도이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 자성 발광다이를 이송하기 위한 정렬방법의 플로우 차트이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 백플레인의 평면도이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 자성 발광다이의 평면도이다.
도 5A는 도 1A의 실시예에 따라서 다이가 이송된 후의 정렬 모듈의 단면도이다.
도 5B는 도 1B의 실시예에 따라서 다이가 이송된 후의 정렬 모듈의 단면도이다.
도 5C는 본 발명의 실시예에 따라서 다이가 이송된 후의 정렬 모듈의 평면도이다.
도 6A는 도 1A의 실시예에 따라서 다이가 이송되고 후속 포스트 본딩 프로세스가 수행된 후의 정렬 모듈의 개략도이다.
도 6B는 도 1B의 실시예에 따라서 다이가 이송되고 후속 포스트 본딩 프로세스가 수행된 후의 정렬 모듈의 개략도이다.
도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따른 자성 발광다이를 이송하기 위한 정렬 모듈의 개략도이다.
도 8은 도 7의 실시예에 따른 백플레인의 평면도이다.
도 9는 도 7의 실시예에 따른 자성 발광다이의 평면도이다.
도 10A는 도 7의 실시예에 따라서 다이가 이송된 후의 정렬 모듈의 단면도이다.
도 10B는 도 7의 실시예에 따라서 다이가 이송된 후의 정렬 모듈의 평면도이다.
도 11은 도 7의 실시예에 따라서 다이가 이송되고 후속 포스트 본딩 프로세스가 수행된 후의 정렬 모듈의 개략도이다.The accompanying drawings are included to provide a further understanding of the invention, and are incorporated in and constitute a part of this specification. The drawings illustrate embodiments of the invention and, together with the description, provide an explanation of the principles of the invention.
1A is a schematic diagram of an alignment module for transferring a magnetic light emitting die according to a first embodiment of the present invention.
1B is a schematic diagram of an alignment module for transferring magnetic light emitting dies according to a second embodiment of the present invention.
2 is a flow chart of an alignment method for transferring a magnetic light emitting die according to an embodiment of the present invention.
3 is a plan view of a backplane according to an embodiment of the present invention.
4 is a plan view of a magnetic light emitting die according to an embodiment of the present invention.
5A is a cross-sectional view of an alignment module after a die is transferred in accordance with the embodiment of FIG. 1A.
5B is a cross-sectional view of the alignment module after the die is transferred according to the embodiment of FIG. 1B.
5C is a top view of an alignment module after a die is transferred in accordance with an embodiment of the present invention.
6A is a schematic diagram of an alignment module after a die is transferred and a subsequent post bonding process is performed according to the embodiment of FIG. 1A.
6B is a schematic diagram of an alignment module after the die is transferred and a subsequent post bonding process is performed according to the embodiment of FIG. 1B.
7 is a schematic diagram of an alignment module for transferring a magnetic light emitting die according to another embodiment of the present invention.
8 is a plan view of a backplane according to the embodiment of FIG. 7 .
9 is a plan view of a magnetic light emitting die according to the embodiment of FIG. 7 .
10A is a cross-sectional view of an alignment module after a die is transferred according to the embodiment of FIG. 7 .
10B is a plan view of the alignment module after the die is transferred according to the embodiment of FIG. 7 .
11 is a schematic diagram of an alignment module after the die is transferred and a subsequent post bonding process is performed according to the embodiment of FIG. 7 .
이하에서 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 상세하게 설명하며, 실시예들은 첨부된 도면들에 도시되어 있다. 가능한한 항상, 동일한 참조 번호들을 도면 및 설명들에 사용하여 동일하거나 유사한 부분을 지칭하는 것으로 한다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail, and the embodiments are shown in the accompanying drawings. Whenever possible, the same reference numbers are used in the drawings and descriptions to refer to the same or like parts.
이하에 설명된 실시예들은 본 발명의 기술적 내용 및 특징을 보여주고, 또한 통상의 지식을 가진 자로 하여금 본 발명을 이해하고 실시하고 사용할 수 있도록 하기 위하여 도시된 것이다. 그러나, 이는 본 발명의 범위를 한정하려고 의도한 것이 아님을 이해하여야 한다. 따라서, 본 발명의 사상에 따른 어떠한 등가적인 변경 또는 변형도 본 발명의 범위 내에 포함되어야 할 것이다.The embodiments described below show the technical content and features of the present invention, and are shown to enable those skilled in the art to understand, practice, and use the present invention. However, it should be understood that this is not intended to limit the scope of the present invention. Accordingly, any equivalent change or modification in accordance with the spirit of the present invention should be included within the scope of the present invention.
상술한 종래 기술에 의하여 개시된 다양한 결점들을 고려하여, 본 발명은 개선된 다이 이송기술을 제공하는 것을 목적으로 한다. 제안된 다이 이송기술을 사용함으로써 본 발명은 정확한 다이 정렬을 달성할 수 있으며, 따라서 관련 산업계에 있어서의 신속한 다이 대량이송에 대한 요구 사항을 따를 수 있다.In view of the various drawbacks disclosed by the prior art described above, the present invention aims to provide an improved die transfer technique. By using the proposed die transfer technology, the present invention can achieve accurate die alignment, and thus can comply with the demand for rapid mass transfer of dies in related industries.
먼저, 본 발명의 제1 실시예 및 제2 실시예에 따른 자성 발광다이를 이송하기 위한 정렬 모듈을 각각 개략적으로 나타내는 도 1A 및 도 1B를 참조하기로 한다. 도 2는 본 발명의 실시예에 따른 자성 발광다이를 이송하기 위한 정렬방법의 플로우차트를 나타낸다. 본 발명에 의해 개시된 정렬방법은 S202 단계, S204 단계, S206 단계 및 S208 단계를 포함한다. 본 발명에 의하여 제안된 다이 정렬 모듈의 기술적 내용 및 개시된 정렬방법과 관련하여, 아래의 상세한 설명에 대해서 도 1A와 도 1B의 구조 및 도 2의 S202 내지 S208 단계들을 동시에 참조하도록 한다.First, reference is made to FIGS. 1A and 1B schematically showing alignment modules for transferring magnetic light emitting dice according to the first and second embodiments of the present invention. 2 shows a flowchart of an alignment method for transferring magnetic light emitting dies according to an embodiment of the present invention. The alignment method disclosed by the present invention includes steps S202, S204, S206 and S208. Regarding the technical content of the die alignment module proposed by the present invention and the disclosed alignment method, the structure of FIGS. 1A and 1B and steps S202 to S208 of FIG. 2 are simultaneously referred to for the following detailed description.
S202 단계에 나타나 있는 바와 같이, 본 발명은 먼저 백플레인(10)을 마련한다. 일 실시예에서, 백플레인(10)은 예를 들어 투명 기판 또는 절연 기판이 될 수 있다. 도 3은 본 발명의 실시예에 따른 백플레인(10)의 평면도이다. 도 1A, 도 1B 및 도 3에서 볼 수 있는 바와 같이, 백플레인(10)은 제1 반도체형의 패드(31) 및 제2 반도체형의 패드(32)를 포함하는 적어도 하나의 패드를 가진다.As shown in step S202, the present invention first prepares the
이후, S204 단계에 나타낸 바와 같이, 본 발명은 이어서 캐비티(12) 아래에 위치된 자성 당김장치(magnetic pull device)(14)를 마련하고, 자성 당김장치(14)는 캐비티(12)에 대응하여 배치된다. 본 발명의 제1 실시예에 따르면, 도 1A에 나타낸 바와 같이, 자성 당김장치(14)는 예를 들어 캐비티(12)에 대응하는 백플레인(10)의 바닥층에 매립될 수 있다. 대안적으로, 본 발명의 제2 실시예에 따르면, 도 1B에 나타낸 바와 같이, 자성 당김장치(14)는 또한 선택적으로 백플레인(10)의 외부에 배치될 수도 있다. 이와 같이 외부장치, 즉 본 발명의 자성 당김장치(14)를 채택함으로써 이격된 흡인력이 얻어질 수 있다.Then, as shown in step S204, the present invention then provides a
본 발명에 따르면, 자성 당김장치(14)는, 예를 들어 자성 링 (페라이트 코어) 상에 권취된 전자(電磁) 코일 및 그의 생성 회로의 적어도 한 개의 세트를 포함할 수 있다. 도 3의 평면도를 참조하면, 캐비티(12)는 2차원 평면길이(L1) 및 2차원 평면폭(W1)을 포함하며, 2차원 평면길이(L1)는 30㎛와 100㎛의 사이로서, 2차원 평면폭(W1)과 동일함을 알 수 있다.According to the present invention, the
제1 반도체형 패드(31)와 제2 반도체형 패드(32)는 각각 캐비티(12)의 양측에 배치되어 상이한 도전성의 유형을 제공한다. 본 발명의 일 실시예에서, 제1 반도체형 패드(31)는 예를 들어 N형 패드일 수 있고, 제2 반도체형 패드(32)는 P형 패드일 수 있다. 제1 반도체형 패드(31)와 제2 반도체형 패드(32)의 각각은 ITO (Indium Tin Oxide)로 만들어지거나, 은나노 와이어인 복수의 투명한 도전성 와이어(33)와 더 접속되어 입력 및 출력 신호(I/O)를 제공한다.A first
다음으로, 도 2의 S206 단계를 참조한다. 본 발명은 또한, 도 1A 및 도 1B에 나타난 것과 같은 적어도 하나의 자성 발광다이를 더 제공한다. 자성 발광다이(20)는 자성 금속기판(101) 및 그 자성 금속기판(101) 상에 형성된 주변 전극(103)을 포함하고, 본 발명에서 개시된 자성 금속기판(101)은, 형성된 자성 금속기판(101)이 다른 종래의 기판과 비교하여 더 나은 연자성 특성 및 초기 투자율을 나타내게 되는, 니켈-철 합금층을 적어도 포함하는 특별한 발명적 기판 재료를 사용한다. 또한, 자성 금속기판(101)은 후속 공정에서 신호 측정치를 제공하기 위하여 니켈-철 합금층 상에 배치되는 구리층을 더 포함할 수 있다. 본 발명에 의하여 개시된 니켈-철 합금층 및 구리층은 절단, 진공 가열 및 연삭 또는 연마를 통해 결합되고 자성 금속기판(101)을 형성하기 때문에, 형성된 자성 금속기판(101)은 우수한 초기 투자율 뿐만 아니라 높은 열전도율 및 낮은 열팽창 계수에 의하여 특징지워질 수 있다. 따라서, 후속 와이어 본딩 및 패키징 공정에서, 더 나은 생산 수율을 제공하는데 도움이 된다. 또한, 다른 종래의 금속기판과 비교하여, 이러한 자성 금속기판(101)의 생산 비용은 훨씬 낮을 수 있고 두께도 더 얇다. 결과적으로, 어떠한 부가적인 박형화 공정이 없이도, 접착이 용이하고, 낮은 열팽창 계수, 높은 열전도율, 낮은 생산 단가 및 높은 수율을 갖는 새로운 유형의 기판으로서 제공된다.Next, refer to step S206 of FIG. 2 . The present invention also provides at least one magnetic light emitting die as shown in Figs. 1A and 1B. The magnetic light emitting die 20 includes a
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 자성 발광다이(20)의 평면도를 나타낸다. 도면에서 볼 수 있는 바와 같이, 자성 금속기판(101)은 마찬가지로 2차원 평면길이(L2) 및 2차원 평면폭(W2)을 포함하고, 2차원 평면길이(L2)는 2차원 평면폭(W2)과 동일하다. 도 1A, 도 1B 및 도 4를 동시에 참조하면, 자성 발광다이(20)의 주변 전극(103)은 자성 금속기판(101) 상에 둘러 세워지며, 자성 금속기판(101)의 내부 가장자리에 인접하여 형성되어 있음이 명확하다. 주변 전극(103)은 폐쇄되고 대칭인 패턴으로 자성 금속기판(101) 상에 둘러세워지고 배치되도록 구성된다. 전극 패턴은 예를 들어 대칭인 정사각형 또는 원형일 수 있다. 도 4에서는 정사각형이 예시적으로 설명되어 있지만, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다. 에피택셜층(102)과 투명 절연층(104)이 자성 금속기판(101)과 주변 전극(103)의 사이에 형성된다. 에피택셜층(102)은 자성 금속기판(101)의 상면에 형성된다. 투명 절연층(104)은 에피택셜층(102)을 덮게 된다. 주변 전극(103)은 투명 절연층(104) 상에 배치되고 투명 절연층(104)을 관통하여 투명 절연층(104) 아래의 에피택셜층(102)과 전기적으로 결합된다.4 shows a plan view of a magnetic light emitting die 20 according to an embodiment of the present invention. As can be seen in the figure, the
도 1A 및 도 1B를 참조한다. 본 발명에서는 백플레인(10)에서 캐비티(12)의 깊이(D1)가 자성 금속기판(101)의 두께(T1)와 동일하게 D1 = T1 이 되도록 제어되게끔 설계된다는 점을 유의하여야 한다. 또한, 캐비티(12)의 깊이(D1)와 자성 금속기판(101)의 두께(T1)는 양자 모두 30㎛ 내지 50㎛ 사이로서, 관련 산업계에서의 발광 부품의 소형화 추세에 부합한다.See Figures 1A and 1B. It should be noted that in the present invention, the depth D1 of the
결과적으로, 도 2의 S208 단계를 참조하면, 본 발명은 캐비티(12) 아래에 위치하는 자성 당김장치(14)를 사용하여 자성 발광다이(20)를 자성적으로 끌어 당김으로써, 자성 발광다이(20)는 해당 캐비티(12) 내에서 정렬, 이송 및 수용된다. 이송이 완료된 후의 개략도는 도 5A 내지 도 5C에 나타난 바와 같으며, 여기에서 도 5A 및 도 5B는 각각 도 1A의 실시예 및 도 1B의 실시예에 따른 다이가 이송된 후의 정렬 모듈의 횡단면도를 나타낸다. 도 5C는 그의 평면도이다. 이러한 개략도로부터 볼 때, 본 발명에j 개시된 기술적 솔루션에 따르면, 자성 발광다이(20)의 자성 금속기판(101)이 백플레인(10)으로 이송된 후에 대응하는 캐비티(12)와 일치하도록, D1 = T1, 또한 L1 = W1 = L2 = W2로 정교하게 설계된 것이 분명하다.As a result, referring to step S208 of FIG. 2 , the present invention magnetically attracts the magnetic light emitting die 20 using the magnetic pulling
그 후, 도 6A 및 도 6B에 나타난 바와 같이, 본 발명의 제1 및 제2 실시예에서 제안된 정렬방법을 채용하여 다이가 성공적으로 이송된 후의 정렬 모듈이 후속의 포스트 본딩 공정으로 더 가공될 수 있어서, 주변 전극(103)은 백플레인(10)상의 제1 반도체형 패드(31) 및 제2 반도체형 패드(32)와 전기적으로 접속되고 도전성을 제공하게 된다.Then, as shown in FIGS. 6A and 6B, the alignment module after the die is successfully transferred using the alignment method proposed in the first and second embodiments of the present invention is further processed in a subsequent post-bonding process. Therefore, the
구체적으로, 제1 반도체형 패드(31) 및 제2 반도체형 패드(32)는 각각 솔더링 재료(60)를 통해 자성 발광다이(20)의 주변 전극(103) 및 자성 금속기판(101)과 전기적으로 접속된다. 한편, 단락을 방지하기 위하여 제1 반도체형 패드(31), 솔더링 재료(60), 주변 전극(103) 및 아래의 투명 절연층(104) 사이에 전기 절연층(62)이 더 배치된다. 본 발명의 실시예에 따르면, 상술한 솔더링 재료(60)는 예를 들어 솔더 페이스트 또는 솔더 볼을 포함할 수도 있다. 그러나, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다. 솔더링 재료(60)의 종류는 필요에 따라서 실제의 백엔드 (back-end) 공정에 따라 조정가능한 것으로 허용된다.Specifically, the first
결과적으로, 자성 발광다이(20)를 와이어 본딩 및 패키징하여 수직형 발광다이오드 (LED) 다이를 형성할 때, 이러한 수직형 LED 다이는 자성 금속기판(101)으로 인하여 큰 초기 투자율을 나타낼 수 있다. 더욱이, 이 신규하고 더 얇은 자성 금속기판(101)의 초기 투자율로 인해, 자성 금속기판(101)은 마이크로 전류의 생성을 달성하고, 그 마이크로 전류를 에피택셜층(102)으로 전달하여 마이크로 LED를 형성한다. 그 후, 형성된 마이크로 LED는 웨이퍼 상에서 고밀도 및 소형 LED 어레이에 추가로 통합될 수 있으므로, 내부의 각 픽셀이 효과적으로 주소지정되고 개별적으로 구동하여 조명할 수 있다. 또한, 도 6B에 나타난 바와 같이, 수직형 LED 다이를 LED 모듈로 조립한 후, 외부 장치, 즉 본 발명의 자성 당김장치(14) (예를 들어, 전자 코일)에 의해 제공되는 이격된 흡인력은 한번에 많은 양의 LED 다이를 자성적으로 끌어당기는 데에 사용될 수 있어서 대량 이송의 새로운 어플리케이션을 달성함으로써, 대규모 이송을 수행하기 위한 LED 모듈의 애플리케이션 요구 사항을 완전히 충족시키게 된다.As a result, when a vertical light emitting diode (LED) die is formed by wire bonding and packaging the magnetic
도 6A 및 도 6B에 나타난 바와 같이, 본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 솔더링 재료(60)가 제1 반도체형 패드(31)와 접속되는 외부 접점(P1)과 주변 전극(103)의 사이에 공간(ΔX)이 형성된다. 종래의 상부 전극은 일반적으로 전체 다이 구조의 중앙에 위치하기 때문에, 후속의 용접을 수행할 때 상부 전극과 패드 사이의 납땜 간격이 지나치게 멀어진다. 이러한 문제를 방지하기 위해, 본 발명의 주변 전극(103)의 구성은, 주변 전극(103)이 자성 금속기판(101)의 내부 가장자리에 인접한, 폐쇄되고 대칭적인 패턴으로 자성 금속기판(101) 상에서 둘러 세워지고 자성 금속기판(101) 상에 배치되도록 잘 설계되어 있다. 이러한 구성에 의해, 공간(ΔX)이 효과적으로 제어되고 크게 감소될 수 있다. 바람직하게는, 공간(ΔX)은 10㎛ 미만일 수 있다. 따라서 최소화된 공간(ΔX)에 의해 솔더링 재료의 사용을 줄일 수 있고 솔더링 간격의 길이도 단축될 수 있다. 마찬가지로, 공간(ΔX)을 최소화하기 위한 기술적 솔루션이 제2 반도체형 패드(32) 측에도 마찬가지로 적용될 수 있다. 통상의 기술자는 본 발명의 요지를 벗어나지 않고서 실제 실시 사양들에 기초한 변형을 만들 수 있지만, 이는 여전히 본 발명의 범위 내에 속한다.As shown in FIGS. 6A and 6B, according to a preferred embodiment of the present invention, a
보다 구체적으로, 산업계의 대량 이송 요구를 충족시키기 위한 또 다른 측면에서, 본 발명에서 개시된 자성 발광다이를 이송하기 위한 정렬 모듈 및 정렬방법은 이송될 것으로 예상되는 복수의 다이 이송에도 마찬가지로 적용될 수 있다. 이러한 조건하에서, 백플레인(10)에 배치된 캐비티(12)의 수가 M 이고 이송될 자성 발광다이(20)의 수가 N 일때 (여기서 N과 M은 양의 정수이다), N≥M 이다. 그 결과, 본 발명은 진동 메커니즘이 추가로 배치되는 것이든 또는 진동 자성 플랫폼이 직접적으로 사용되는 것이든 상관없이, 자성 당김장치의 자성적인 끌어 당김 및 진동을 통해 N개의 다이를 백플레인의 대응 캐비티에 성공적으로 정렬 및 이송할 수 있다. More specifically, in another aspect to meet the mass transfer demand of the industry, the alignment module and method for transferring magnetic light emitting dies disclosed in the present invention can be similarly applied to transfer of a plurality of dies expected to be transferred. Under these conditions, when the number of
한편, 도 7에는 자성 금속기판(101) 및 그에 대응하는 캐비티(12)의 크기에 관한 다양한 실시예가 도시되어 있다. 이러한 실시예에서, 자성 발광다이(20A)는 백플레인(10A)의 캐비티(12A)에 정렬 및 이송될 것으로 예상된다. 자성 발광다이(20A)의 자성 금속기판(101A)의 크기는 대응하는 캐비티(12A)의 크기보다 작은 것을 알 수 있다. 그러나, 캐비티(12A)의 깊이(D1)는 자성 금속기판(101A)의 두께(T1)와 동일하게 유지되어 D1 = T1이고, 양자 모두 30㎛ 내지 50㎛이다.Meanwhile, FIG. 7 illustrates various embodiments of the size of the
일반적으로, 자성 당김장치(14)의 위치는 도 1A 및 도 1B에서 앞서 설명한 바와 같이 설계될 수 있다. 통상의 지식을 가진 자에게 있어서, 예를 들어 자성 당김장치(14)는 백플레인(10A)의 바닥층에 매립될 수 있거나, 또는 대안적으로 다양한 요건에 따라 백플레인(10A)의 외부에 배치될 수도 있다. 이하의 설명에서는, 도 7의 소형 자성 금속기판(101A)의 실시예에 관련한 기술적 내용을 설명하기 위한 하나의 예로서, 백플레인(10A)의 바닥층에 매립된 자성 당김장치(14)가 설명될 것이다. 그러나, 이러한 기술적 내용은 백플레인(10A)의 외부에 배치된 자성 당김장치(14)의 다른 실시예에도 마찬가지로 적용될 수 있다. 그에 대한 유사한 설명을 생략하기로 한다.In general, the location of the
백플레인(10A) 및 자성 발광다이(20A)의 평면도를 개별적으로 나타내는 도 8 및 도 9를 참조하기로 한다. 이들 도면으로부터, 이러한 실시예에 있어서는, 캐비티(12A)가 2차원 평면길이(L1') 및 2차원 평면폭(W1')을 포함하고, 2차원 평면길이(L1')는 30㎛와 100㎛의 사이인 2차원 평면폭(W1')과 동일하다는 점은 명백하다. 마찬가지로, 자성 금속기판(101A)은 또한 2차원 평면길이(L2') 및 2차원 평면폭(W2')을 포함하고, 2차원 평면길이(L2')는 2차원 평면폭(W2')과 동일하다. 도 1A - 도 1B 내지 도 6A - 도 6B에서의 실시예와 다른 점은, 캐비티(12A)의 2차원 평면길 (L1') 및 2차원 평면폭(W1')이 자성 금속기판(101A)의 2차원 평면길이(L2') 및 2차원 평면폭(W2')보다 커서 L1'> L2', W1'> W2'로 된다는 것이다. 이러한 조건하에서 자성 발광다이(20A)가 백플레인(10A)으로 이송될 때, 도 10A 및 도 10B에 도시된 바와 같이 자성 금속기판(101A)과 캐비티(12A)의 사이에 갭(70)이 형성될 것이다.8 and 9 respectively showing plan views of the
그 후, 도 11에 나타난 바와 같이 예시된 본 발명을 사용하여 다이가 성공적으로 이송된 후 솔더링 재료(60)를 사용하는 후속 포스트 본딩 공정이 정렬 모듈에 적용될 수 있다. 그 중에서, 백플레인 상에서의 주변 전극, 자성 금속기판 및 패드들 사이의 접속 구성은 기본적으로 앞서의 실시예 (도 6A - 도 6B)에서와 동일하다. 따라서 유사한 기술적 특성은 여기에서는 반복하지 않는다. 주목할 것은, 도 11의 이러한 실시예에서, 자성 금속기판(101A)과 캐비티(12A) 사이의 갭(70)은 상술한 솔더링 재료(60)로 충진될 수 있다는 것이다. 대안적으로, 갭(70)은 또한 절연재료로 충진될 수도 있다. 또한, 도 11의 실시예와 관련하여, 주변 전극(103)의 위치를 개선함으로써 공간(ΔX)을 최소화할 수도 있으므로, 공간(ΔX)은 바람직하게는 10㎛ 미만으로 하여, 솔더링 재료의 사용을 효과적으로 감소하고 솔더링 거리를 단축한다.A subsequent post bonding process using
따라서, 요약하면, 본 발명에 의하여 개시된 여러가지 실시예 및 기술적 내용에 따르면, 통상의 지식을 가진 자는 실제적인 실시 사양에 근거한 변형을 만드는 것이 가능하지만, 그것은 여전히 본 발명의 범위 내에 속하는 것으로 믿어진다. 본 발명에서 설명된 몇몇 예시적인 실시예들은 단지 본 발명의 주요한 기술적 특징을 설명하여 통상의 지식을 가진 자가 그에 따라 이해하고 실시할 수 있도록 함을 의도하는 것이며, 본 발명을 한정하는 것이 아님을 주목할 필요가 있다.Therefore, in summary, according to the various embodiments and technical content disclosed by the present invention, a person skilled in the art can make modifications based on actual implementation specifications, but it is believed that they still fall within the scope of the present invention. It should be noted that the several exemplary embodiments described in the present invention are only intended to explain the main technical features of the present invention so that those skilled in the art can understand and practice accordingly, and do not limit the present invention. There is a need.
더욱이, 본 발명은 자성 발광 다이를 이송하기 위한 신규의 정렬 모듈 및 정렬방법을 제안하여, 원래의 다이 기판 구조 및 재료가 더 나은 연자성 특성 및 초기 투자율을 갖도록 변형하는 것임은 명백하다. 결과적으로, LED 다이 자체는 자성 전도성 구조로 간주될 수 있다. 자성 당김장치 및 백플레인에서의 대응하는 캐비티와 함께 조립되는 한, 그러한 연자성 특성을 갖는 많은 수의 LED 다이 구조는 신속하고 정확한 이송을 달성하도록 자성적인 흡인력을 사용하여 흡인될 수 있다. 더욱이, 대응하는 복수의 캐비티들이 배치될 때 대량 이송 결과가 달성될 수 있다. 그 결과, 본 발명은 신속한 대량 이송을 위한 현재의 마이크로 LED 기술의 요구를 성공적으로 충족시키고, 효과적으로 생산 경쟁력을 향상시키는 것을 목표로 한다.Moreover, it is clear that the present invention proposes a novel alignment module and alignment method for transporting magnetic light emitting dies, modifying the original die substrate structure and material to have better soft magnetic properties and initial magnetic permeability. As a result, the LED die itself can be regarded as a magnetically conductive structure. As long as they are assembled with magnetic pullers and corresponding cavities in the backplane, a large number of LED die structures with such soft magnetic properties can be attracted using magnetic attraction to achieve rapid and accurate transfer. Furthermore, mass transfer results can be achieved when a corresponding plurality of cavities is arranged. As a result, the present invention aims to successfully meet the needs of current micro LED technology for rapid mass transfer and effectively improve production competitiveness.
또한, 본 발명의 또 다른 주요한 목적은 종래의 솔더링 거리를 최소화할 수 있도록 상부 전극 (제안된 주변 전극)의 위치를 변경하는 것이다. 이러한 개선된 솔더링 거리는 바람직하게는 10㎛ 미만이며, 이에 따라 종래의 솔더링 재료의 사용을 감소하고 솔더링 거리를 단축시킨다. 그 결과, 본 출원인은 본 발명이 미래에 개발되는 새로운 기술, 산업 및 연구에 대해 본 발명이 직관적이고 효과적이며 고도로 경쟁력이 있다고 주장한다. 또한, 본 발명에 의하여 달성된 기술적 특징, 수단 및 효과는 현재의 솔루션과는 현저하게 다르며, 통상의 지식을 가진 자에 의하여 쉽게 달성할 수 없는 것임이 명백하다. 결과적으로, 본 발명은 실제로 특허성을 가지는 것이며 가까운 장래에 곧 특허가 될 것이라 믿는다.In addition, another major object of the present invention is to change the position of the upper electrode (the proposed peripheral electrode) so that the conventional soldering distance can be minimized. This improved soldering distance is preferably less than 10 μm, thereby reducing the use of conventional soldering materials and shortening the soldering distance. As a result, the applicant asserts that the present invention is intuitive, effective, and highly competitive with respect to new technologies, industries, and researches developed in the future. In addition, it is clear that the technical features, means and effects achieved by the present invention are significantly different from current solutions and cannot be easily achieved by those skilled in the art. Consequently, it is believed that the present invention is patentable in practice and will become patentable in the near future.
본 발명의 범위 또는 요지를 벗어나지 않고서도 본 발명에 대한 다양한 변형 및 변경이 이루어질 수 있다는 것은 통상의 지식을 가진 자에게 명백할 것이다. 상술한 바에 비추어 볼 때, 본 발명에 대한 변경 및 변형들이 본 발명 및 그 균등물의 범위 내에 속하는 것이라면, 본 발명은 그러한 수정 및 변형을 포함하는 것을 의도한다. It will be apparent to those skilled in the art that various modifications and changes may be made to the present invention without departing from the scope or gist of the present invention. In view of the foregoing, it is intended that the present invention cover such modifications and variations as may come within the scope of this invention and its equivalents.
Claims (20)
적어도 하나의 캐비티를 포함하는 백플레인과,
상기 캐비티의 아래에 위치되고 상기 캐비티에 대응하여 배치되는 자성 당김장치와,
자성 금속기판 및 상기 자성 금속기판 상에 형성된 주변 전극을 포함하는 적어도 하나의 자성 발광다이,
를 포함하며;
상기 주변 전극은 상기 자성 금속기판 상에 둘러 세워져 있고, 자성 금속기판의 내부 가장자리에 인접하게 형성되어 백플레인 상의 적어도 하나의 패드에 도전성을 제공하며,
상기 캐비티의 깊이는 상기 자성 금속기판의 두께와 동일하여, 상기 캐비티 및 상기 자성 당김장치를 사용함으로써 적어도 하나의 자성 발광 다이가 상기 백플레인에 정렬, 이송 및 수용되며,
상기 자성 금속기판은 니켈-철 합금층, 및 상기 니켈-철 합금층 상에 배치된 구리층을 포함하는,
자성 발광다이를 이송하기 위한 정렬 모듈.
An alignment module for transporting a magnetic light emitting die,
a backplane comprising at least one cavity;
a magnetic pull device located below the cavity and disposed corresponding to the cavity;
at least one magnetic light emitting die including a magnetic metal substrate and a peripheral electrode formed on the magnetic metal substrate;
includes;
the peripheral electrode is built around the magnetic metal substrate and is formed adjacent to an inner edge of the magnetic metal substrate to provide conductivity to at least one pad on the backplane;
the depth of the cavity is equal to the thickness of the magnetic metal substrate, so that at least one magnetic light emitting die is aligned, transported and accommodated in the backplane by using the cavity and the magnetic pull device;
The magnetic metal substrate includes a nickel-iron alloy layer, and a copper layer disposed on the nickel-iron alloy layer.
Alignment module for transporting the magnetic light emitting die.
상기 자성 당김장치는 상기 캐비티에 대응하는 상기 백플레인의 바닥층에 매립되는,
자성 발광다이를 이송하기 위한 정렬 모듈.
According to claim 1,
The magnetic pulling device is embedded in the bottom layer of the backplane corresponding to the cavity.
Alignment module for transporting the magnetic light emitting die.
상기 자성 당김장치는 상기 백플레인의 외부에 배치되는,
자성 발광다이를 이송하기 위한 정렬 모듈.
According to claim 1,
The magnetic pulling device is disposed outside the backplane,
Alignment module for transporting the magnetic light emitting die.
상기 캐비티의 깊이 및 상기 자성 금속기판의 두께는 30㎛와 50㎛의 사이인,
자성 발광다이를 이송하기 위한 정렬 모듈.
According to claim 1,
The depth of the cavity and the thickness of the magnetic metal substrate are between 30 μm and 50 μm,
Alignment module for transporting the magnetic light emitting die.
상기 자성 발광다이는 에피택셜층 및 투명 절연층을 더 포함하고, 상기 에피택셜층은 상기 자성 금속기판의 상부 표면에 형성되고, 상기 투명 절연층은 상기 에피택셜층을 덮고, 상기 주변 전극은 상기 투명 절연층 상에 배치되고 투명 절연층을 관통하여 상기 투명 절연층 아래의 상기 에피택셜층과 전기적으로 결합되며,
상기 자성 발광다이는 초기 투자율을 가지는 수직형 발광다이오드(LED)로서, 상기 초기 투자율에 의하여 상기 자성 금속기판은 마이크로 전류를 생성하고 상기 마이크로 전류를 상기 에피택셜층으로 전달하는,
자성 발광다이를 이송하기 위한 정렬 모듈.
According to claim 1,
The magnetic light emitting die further includes an epitaxial layer and a transparent insulating layer, the epitaxial layer being formed on an upper surface of the magnetic metal substrate, the transparent insulating layer covering the epitaxial layer, and the peripheral electrode comprising the disposed on a transparent insulating layer and electrically coupled to the epitaxial layer below the transparent insulating layer through the transparent insulating layer;
The magnetic light emitting die is a vertical light emitting diode (LED) having an initial permeability, and the magnetic metal substrate generates a microcurrent by the initial permeability and transfers the microcurrent to the epitaxial layer.
Alignment module for transporting the magnetic light emitting die.
상기 백플레인 상의 상기 적어도 하나의 패드는, 상기 캐비티의 양측에 각각 배치되고 상이한 도전성의 유형을 제공하는 제1 반도체형 패드 및 제2 반도체형 패드를 포함하는,
자성 발광다이를 이송하기 위한 정렬 모듈.
According to claim 5,
wherein the at least one pad on the backplane comprises a first semiconductor type pad and a second semiconductor type pad respectively disposed on both sides of the cavity and providing different types of conductivity;
Alignment module for transporting the magnetic light emitting die.
상기 제1 반도체형 패드 및 상기 제2 반도체형 패드는 각각 솔더링 재료를 통하여 상기 주변 전극 및 상기 자성 금속기판과 전기적으로 접속되고, 상기 솔더링 재료가 상기 제1 반도체형 패드 또는 상기 제2 반도체형 패드와 접속되는 외부 접점과 상기 주변 전극의 사이에는 공간이 형성되고, 상기 공간은 10㎛ 미만이며,
단락을 방지하기 위하여, 상기 적어도 하나의 패드, 상기 솔더링 재료, 상기 주변 전극 및 상기 투명 절연층의 사이에 전기 절연층이 더 배치되는,
자성 발광다이를 이송하기 위한 정렬 모듈.
According to claim 6,
The first semiconductor pad and the second semiconductor pad are electrically connected to the peripheral electrode and the magnetic metal substrate through a soldering material, wherein the soldering material is the first semiconductor pad or the second semiconductor pad. A space is formed between an external contact connected to and the peripheral electrode, the space is less than 10 μm,
An electrical insulating layer is further disposed between the at least one pad, the soldering material, the peripheral electrode and the transparent insulating layer to prevent short circuiting,
Alignment module for transporting the magnetic light emitting die.
상기 캐비티 및 상기 자성 금속기판의 각각은 2차원 평면길이 및 2차원 평면폭을 포함하고, 상기 캐비티의 상기 2차원 평면길이는 상기 캐비티의 상기 2차원 평면폭과 동일하고, 상기 자성 금속기판의 상기 2차원 평면길이는 상기 자성 금속기판의 상기 2차원 평면폭과 동일하고, 상기 캐비티의 상기 2차원 평면길이 및 상기 2차원 평면폭은 상기 자성 금속기판의 상기 2차원 평면길이 및 상기 2차원 평면폭보다 커서, 상기 자성 발광다이가 이송된 후에 상기 자성 금속기판과 상기 캐비티의 사이에는 갭이 형성되고, 상기 갭은 솔더링 재료 또는 절연 재료로 충진되는,
자성 발광다이를 이송하기 위한 정렬 모듈.
According to claim 1,
Each of the cavity and the magnetic metal substrate includes a two-dimensional plane length and a two-dimensional plane width, the two-dimensional plane length of the cavity is equal to the two-dimensional plane width of the cavity, The 2-dimensional plane length is equal to the 2-dimensional plane width of the magnetic metal substrate, and the 2-dimensional plane length and the 2-dimensional plane width of the cavity are the 2-dimensional plane length and the 2-dimensional plane width of the magnetic metal substrate. After the magnetic light emitting die is transferred, a gap is formed between the magnetic metal substrate and the cavity, and the gap is filled with a soldering material or an insulating material.
Alignment module for transporting the magnetic light emitting die.
상기 백플레인은 투명 기판 또는 절연 기판인,
자성 발광다이를 이송하기 위한 정렬 모듈.
According to claim 1,
The backplane is a transparent substrate or an insulating substrate,
Alignment module for transporting the magnetic light emitting die.
상기 백플레인에 배치된 캐비티의 개수가 M 이고 이송되는 자성 발광다이의 개수가 N 일때 N≥M 이며, 여기서 N과 M은 양의 정수인,
자성 발광다이를 이송하기 위한 정렬 모듈.
According to claim 1,
When the number of cavities disposed on the backplane is M and the number of magnetic light emitting dies transferred is N, N≥M, where N and M are positive integers;
Alignment module for transporting the magnetic light emitting die.
상기 자성 금속기판은 적어도 니켈-철 합금층을 포함하는,
자성 발광다이를 이송하기 위한 정렬 모듈.
According to claim 1,
The magnetic metal substrate includes at least a nickel-iron alloy layer,
Alignment module for transporting the magnetic light emitting die.
적어도 하나의 캐비티를 포함하는 백플레인을 마련하는 단계와,
상기 캐비티의 아래에 있고 상기 캐비티에 대응하여 배치되도록 자성 당김장치를 위치시키는 단계와,
자성 금속기판 및 상기 자성 금속기판 상에 형성된 주변 전극을 포함하는 적어도 하나의 자성 발광다이를 마련하는 단계로서, 상기 주변 전극은 상기 자성 금속기판상에 둘러 세워지는 단계와,
상기 자성 당김장치가 상기 적어도 하나의 자성 발광다이를 자성적으로 끌어당겨서, 상기 적어도 하나의 자성 발광다이가 상기 적어도 하나의 캐비티 내에 정렬, 이송 및 수용되도록 상기 자성 당김장치를 사용하는 단계,
를 포함하고;
상기 캐비티의 깊이는 상기 자성 금속기판의 두께와 동일하고 상기 주변 전극은 상기 자성 금속기판의 내부 가장자리에 인접하게 형성되어 상기 백플레인 상의 적어도 하나의 패드에 도전성을 제공하고,
상기 자성 금속기판은 니켈-철 합금층, 및 상기 니켈-철 합금층 상에 배치된 구리층을 포함하는,
자성 발광다이를 이송하기 위한 정렬방법.
As an alignment method for transferring a magnetic light emitting die,
providing a backplane including at least one cavity;
positioning a magnetic puller under and disposed against the cavity;
providing at least one magnetic light emitting die including a magnetic metal substrate and a peripheral electrode formed on the magnetic metal substrate, wherein the peripheral electrode is built around the magnetic metal substrate;
using the magnetic pull device to magnetically attract the at least one magnetic light emitting die so that the at least one magnetic light emitting die is aligned, transported and received within the at least one cavity;
contains;
The depth of the cavity is equal to the thickness of the magnetic metal substrate and the peripheral electrode is formed adjacent to an inner edge of the magnetic metal substrate to provide conductivity to at least one pad on the backplane;
The magnetic metal substrate includes a nickel-iron alloy layer, and a copper layer disposed on the nickel-iron alloy layer.
An alignment method for transferring magnetic light emitting dies.
상기 자성 당김장치는 상기 캐비티에 대응하는 상기 백플레인의 바닥층에 매립되는,
자성 발광다이를 이송하기 위한 정렬방법.
According to claim 13,
The magnetic pulling device is embedded in the bottom layer of the backplane corresponding to the cavity.
An alignment method for transferring magnetic light emitting dies.
상기 자성 당김장치는 상기 백플레인의 외부에 배치되는,
자성 발광다이를 이송하기 위한 정렬방법.
According to claim 13,
The magnetic pulling device is disposed outside the backplane,
An alignment method for transferring magnetic light emitting dies.
상기 캐비티의 깊이 및 상기 자성 금속기판의 두께는 30㎛와 50㎛의 사이인
자성 발광다이를 이송하기 위한 정렬방법.
According to claim 13,
The depth of the cavity and the thickness of the magnetic metal substrate are between 30 μm and 50 μm.
An alignment method for transferring magnetic light emitting dies.
상기 캐비티 및 상기 자성 금속기판의 각각은 2차원 평면길이 및 2차원 평면폭을 포함하고, 상기 캐비티의 상기 2차원 평면길이는 상기 캐비티의 상기 2차원 평면폭과 동일하고, 상기 자성 금속기판의 상기 2차원 평면길이는 상기 자성 금속기판의 상기 2차원 평면폭과 동일하고, 상기 캐비티의 상기 2차원 평면길이 및 상기 2차원 평면폭은 상기 자성 금속기판의 상기 2차원 평면길이 및 상기 2차원 평면폭보다 커서, 상기 자성 발광다이가 이송된 후에 상기 자성 금속기판과 상기 캐비티의 사이에는 갭이 형성되고, 상기 갭은 솔더링 재료 또는 절연 재료로 충진되는,
자성 발광다이를 이송하기 위한 정렬방법.
According to claim 13,
Each of the cavity and the magnetic metal substrate includes a two-dimensional plane length and a two-dimensional plane width, the two-dimensional plane length of the cavity is equal to the two-dimensional plane width of the cavity, The 2-dimensional plane length is equal to the 2-dimensional plane width of the magnetic metal substrate, and the 2-dimensional plane length and the 2-dimensional plane width of the cavity are the 2-dimensional plane length and the 2-dimensional plane width of the magnetic metal substrate. After the magnetic light emitting die is transferred, a gap is formed between the magnetic metal substrate and the cavity, and the gap is filled with a soldering material or an insulating material.
An alignment method for transferring magnetic light emitting dies.
상기 백플레인에 배치된 캐비티의 개수가 M 이고 이송되는 자성 발광다이의 개수가 N 일때 N≥M 이며, 여기서 N과 M은 양의 정수인,
자성 발광다이를 이송하기 위한 정렬방법.
According to claim 13,
When the number of cavities disposed on the backplane is M and the number of magnetic light emitting dies transferred is N, N≥M, where N and M are positive integers;
An alignment method for transferring magnetic light emitting dies.
상기 자성 금속기판은 적어도 니켈-철 합금층을 포함하는,
자성 발광다이를 이송하기 위한 정렬방법.
According to claim 13,
The magnetic metal substrate includes at least a nickel-iron alloy layer,
An alignment method for transferring magnetic light emitting dies.
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